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1、张水利 副教授 生药学硕导 浙江大学 药学院 (1992.8-2003.12) 浙江中医药大学 药学院 (2004.1.8-至今) Email: ,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,种子植物的器官： 种子植物通常由根、茎、叶、花、果实、种子等部分组成，这些部分统称为器官。在一般情况下，各器官皆具有不同的形态、构造与生理功能。 器官由多种组织按一定分布规律构成的，共同担负同一生理功能的结构单位。,第二章 根的形态与显微构造,种子植物的器官,第二章 根的形态与显微构造,1.根 (root) 营养器官: 2.茎 (stem) 3.叶 (leaf) 4.花 (flower) 繁殖
2、器官: 5.果实(fruit) 6.种子(seed),植物器官 (种子植物 ),吸收、贮藏、输导、同化作用，并皆能使植物获得营养和生长。,保证植物种族繁衍的作用和功能,第二章 根的形态与显微构造,根 (root) 一、根的形态 为通常是植物体生长在土壤中的营养器官，不分节与节间，不生 叶、芽和花。 具有向地性、向湿性和背光性。 主要功能：根主要有吸收、输导、固着、支持、贮藏和繁殖等功能。 许多植物的根，如甘草、人参、党参等都是重要的中药。,第二章 根的形态与显微构造,根的主要功能： 吸收（absorption） 输导（conduction） 固着（anchorage） 贮藏（storage）
3、繁殖（reproduction）,第二章 根的形态与显微构造,二、根的类型 主根、侧根、纤维根 主根(main root)：为植物最初生长出来的根，是由种子的胚根 直接发育来的，它不断向下生长。 侧根(lateral root)：是在主根的侧面生长出来的分枝。 纤维根（fibrous root）:是在侧根上形成的小分枝。,第二章 根的形态与显微构造,定根和不定根 定根(normal root) 是直接或间接由胚根生长出来的，有固定的生长部 位，如：主根、侧根和纤维根。 不定根(adventitious root) 是指有些植物的根并不是直接或间接由胚根所形成， 而是从茎、叶或其他部位生长出来的
4、，这些根的产 生没有一定的位置，如：玉蜀黍、麦、稻、薏苡的 种子萌发后，由胚根发育成的主根不久即枯萎，而 从茎的基部节上长出许多大小、长短相似的须根。,第二章 根的形态与显微构造,根系及其类型 根系是一株植物地下部分所有的根的总和。按其形态的不同可分为两类： (1) 直根系 (tap root system) ：是指主根发达，主根和侧根 的界限非常明显的根系。 直根系是许多双子叶植物的主要外形特征之一 。 (2)须根系 (fibrous root system) ：是指主根不发达，或早 期死亡，而从茎的基部节上生长出许多大小、长短相仿的不定根 ，簇生呈胡须状，没有主次之分的根系。 须根系是许多
5、单子叶植物(如葱等)的主要外形特征之一，但亦有少数 双子叶植物（如龙胆、徐长卿等）的根是须根系的。,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,三 根的变态 根与植物其他器官一样，在长期的历史发展过程中，由于适应生活环境的变化，形态构造产生了许多变态，常见的种类有： 1贮藏根(Storage root) 是指根的一部分或全部形成肥大肉质，其内贮藏大量的营养物质。依形态不同又可分为： （）肉质直根(fleshy tap root)：主要由主根发育而成，一株植物上只有一个肉质直根，其上部具有胚轴和节间很短的茎，其肥大部位可以是韧皮部，也可以是木质部。 （）块
6、根(root tuber) 和肉质直根不同，块根主要是由不定根或侧根发育而成，因此，在一株上可形成多个块根。另外，它的组成没有胚轴和茎的部分。,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,2.支持根(prop root) 是指自茎上产生一些不定根深入土中，以增强 支持茎干的力量的根。 3.攀援根(附着根)(climbing root)是指攀援植物在茎上生出不定根，能攀附石壁、墙垣、树干或其他物体上，使其茎向上生长。
7、4.气生根(aerial root) 是指由茎上产生，不深入土里而暴露在空气中 的不定根。 5.呼吸根(respiratory root)部分根垂直向上生长，暴露于空气中进行呼吸 5.水生根(water root)是指水生植物的根飘浮在水中呈须状。 6.寄生根(parasitic root)是指寄生植物的根插入寄主的组织内，吸取寄主体内的水分和营养物质，以维持自身的生活的根。,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,攀援根（络石）,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,日本菟丝子,吸盘,茎缠绕寄主，并在接触部位产生吸盘，侵入寄主植物维管束内吸取水分和养分。,第
8、二章 根的形态与显微构造,根的显微构造 一、根尖的构造 根尖(root tip)是指根的最顶端到着生根毛的这一段，为根中生命活动最旺盛的幼嫩部分。 根尖分为根冠、分生区、伸长区、成熟区等四个部分。,第二章 根的形态与显微构造,1= plerome; 2 = periblem; 3 = dermatocalyptrogen; 4 = columella of the rootcap; 5 = peripheral cells of the rootcap; 6 = protoderm; 7 = ground meristem; 8 = procambium,第二章 根的形态与显微构造,1.根冠(
9、root cap)：为根的最顶端，呈帽套状包被于生长锥的外围，由多层不规则排列的薄壁细胞组成，起保护根尖的作用。 2.分生区(division zone)：又称生长锥，呈圆锥状，具很强的分生能力。形成根的表皮、皮层和中柱。 3.伸长区(elongation zone)：位于分生区上方，此处多数细胞已逐渐停止分裂，细胞显著沿根的长轴方向延伸，因此称为伸长区。 4.成熟区(maturation zone)：位于伸长区上方，此处各种细胞已停止生长，并多已分化成熟，故称为成熟区。最显著的特点是表皮中一部分细胞的外壁向外突出，形成根毛(root hair)，所以又叫根毛区。,第二章 根的形态与显微构造,
10、第二章 根的形态与显微构造,二、根的初生构造 直接来自于顶端分生组织中细胞的增生和成熟，使根延长的生长称为初生生长，由初生生长过程中所形成的各种成熟组织，称初生组织，由初生组织所组成的构造称初生构造。 根的初生构造由外至内可分为表皮、皮层和维管柱三部分。 1.表皮(epidermis) ：位于根的最外围，由原表皮发育而成，一般为单层细胞。细胞多为长方形，排列整齐、紧密，无细胞间隙，壁薄，非角质化，富通透性，不具气孔。部分表皮细胞的外壁向外突出，形成根毛。,第二章 根的形态与显微构造,毛茛根的横切,表皮,维管柱,皮层,第二章 根的形态与显微构造,2.皮层（cortex） ： 位于表皮内方，由基本
11、分生组织发育而成，为多层排列疏松的薄壁细胞所组成，常有显著的细胞间隙。皮层分为外皮层、皮层薄壁组织和内皮层。 (1)外皮层（expdermis）为皮层最外方紧邻表皮的一层细胞，排列整齐、紧密。当表皮被破坏后，此层细胞的壁常增厚并栓质化，以代替表皮起保护作用。 (2)皮层薄壁组织 为外皮层内方的多层细胞，壁薄，排列疏松，有细胞间隙，皮层为兼有吸收、运输和贮藏作用的基本组织。,第二章 根的形态与显微构造,(3)内皮层（endodermis）为皮层最内方的一层细胞，排列整齐、紧密，无细胞间隙。 壁常增厚，可分为两种类型: 一种是在内皮层细胞的径向壁(侧壁)和上下壁(横壁)上局部增厚，增厚部分形成木质
12、化或木栓化的带状结构，环绕径向壁和上下壁而呈一整圈，称为凯氏带（casparian dostrip）。 凯氏带的宽度不一，但常远比其所在的细胞壁狭窄，故从横切面观，增厚的部分呈点状，故又称凯氏点（casparian dots）。,第二章 根的形态与显微构造,另一种是内皮层细胞进一步发育，其径向壁、上下壁以及内切向壁（内壁）显著增厚，只有外切向壁(外壁)比较薄，因此横切面观时，细胞壁增厚部分呈马蹄形。 通道细胞(Passage cell): 在内皮层细胞壁增厚的过程中，有少数正对初生木质部束的内皮层细胞的壁不增厚，仍保持着初期发育阶段的结构，这些在凯氏带上壁不增厚的细胞称为，起着皮层与维管束间物
13、质内外流通的作用。,第二章 根的形态与显微构造,凯氏带和凯氏点,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,3.维管柱（vascular） 根的内皮层以内的所有组织构造统称为维管柱，结构复杂，包括中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部三部分，有的植物还具有髓部(Pith)。 (1)中柱鞘(Pericycle) 根的中柱鞘的细胞是由原形成层的细胞发育而成，具有潜在的分生能力，可以产生侧根、不定根、不定芽、部分木栓形成层和形成层等。 (2)初生木质部(xylem)和初生韧皮部(Phloem) 为根的输导系统，在根的最内方。根维管组织中的初生维管束包括初生木质部和初生韧皮部。,第二章 根的形态与
14、显微构造,第二章 根的形态与显微构造,根的初生构造的特点： 初生木质部和初生韧皮部相间排列，形成“辐射维管束” 。 根的初生木质部分化的顺序是自外向内逐渐发育成熟的，故称为外始式 。外方为最先分化成熟的木质部，称原生木质部 (Protoxylem)，导管直径较小，多呈环纹或螺纹；后分化成熟的木质部，称后生木质部 (metaxylem)，导管直径较大，多呈梯纹、网纹或孔纹。类型有：二原型、三原型、四原型、多原型,第二章 根的形态与显微构造,初生韧皮部发育成熟的方式也是外始式，即原生韧皮部(Protophloem)在外方，后生韧皮部(metaphloem)在内方。 被子植物的初生韧皮部一般有筛管和
15、伴胞，也有韧皮薄壁细胞，偶有韧皮纤维；裸子植物的初生韧皮部只有筛胞。 一般双子叶植物的根中，中央不具有髓部。多数单子叶植物根的中央部分未分化形成木质部，则存在由薄壁细胞或厚壁细胞组成的髓部。,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,三、侧根的形成 无论是主根、侧根或不定根所产生的支根均统称为侧根。 形成过程：起源于中柱鞘（称为内起源） 进行平周分裂和垂周分裂 分裂、分化 分裂、分化，向外突破皮层和表皮 由于侧根起源于中柱鞘，其木质部和韧皮部与主根的维管组织直接相连，因而形成一个连续的维管系统。,中柱鞘细胞,侧根的根原基,生
16、长锥和根冠,侧根,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,侧根的发生，在同一种植物中常常是有着固定部位的。 一般情况下： 在二原型的根中，侧根发生于原生木质部与原生韧皮部之间； 在三原型、四原型的根中，侧根在正对着原生木质部的位置发生； 在多原型根中，侧恨在正对着原生韧皮部或原生木质部的位置形成。,第二章 根的形态与显微构造,第二章 根的形态与显微构造,四、根的次生构造 由于根中形成层细胞的分裂、份化，不断产生新的组织，使根逐渐加粗。这种使根增粗的生长称为次生生长，由次生生长所产生的各种组织称次生组织，由这些组织所形成的构造称次生构造。 绝大多数蕨类植物和单子叶植物的根，只有初生构造。而多数双子叶植物和裸子植物的根，可
